Page 79 - 无损检测2023年第十二期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202312009

水浸超声聚焦探头性能测试及声场可视化研究

曹永朋 , 李 佳 , 陈振华 , 李 泽 , 卢 超 , 张 驰 1
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( 1. 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063 ;

2. 中国航发商用航空发动机有限责任公司, 上海 201306 )
摘 要: 水浸超声聚焦检测技术广泛应用于航空构件的高精度、 自动化成像检测中。水浸超

声聚焦探头是形成聚焦声场的关键部件, 探头性能及发射声场分布的测试分析非常重要, 直接决定
其检测性能。搭建了一套能够测试水浸超声聚焦探头特性、 实现声场可视化的综合测试平台; 对
3只标称值相同的探头进行特性测试及声场成像试验, 分析探头性能参数对声场分布的影响以及
探头声场分布特征对检测能力的影响。试验结果表明, 超声探头特性测试值及可视化声场能够反
映其检测能力, 对于保证探头检测性能、 辅助探头优化设计、 避免检测性能恶化具有重要作用。

关键词: 声场; 水浸聚焦探头; 测试平台; 航空构件

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 12-0045-06

Performancetestandsoundfieldvisualizationstud y ofwaterimmersedultrasonicfocus p robe

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CAOYon gp en g LIJia , CHENZhenhua , LIZe , LUChao , ZHANGChi

( 1.Ke yLaborator y ofNondestructiveTestin g ofMinistr y ofEducation , Nanchan gHan g kon gUniversit y ,

Nanchan g 330063 , China ; 2.AECCCommercialAircraftEn g ineCo. , Ltd. , Shan g hai201306 , China )

Abstract : Thewaterimmersionultrasonicfocusin gdetectiontechnolo gy iswidel yusedinhi g h- p recisionand

automatedima g in gdetectionofaviationcom p onents.Thewaterimmersionultrasonicfocusin gp robeisake y

com p onentinformin gafocusedsoundfield , andthetestin gandanal y sisofthep robep erformanceandemission

soundfielddistributionarever y im p ortant , directl y determinin g itsdetection p erformance.Acom p rehensivetestin g

p latformwasbuiltthatcantestthecharacteristicsofimmersionultrasonicfocusin gp robesandachievesoundfield

visualization ; Characteristictestin g andsoundfieldima g in g testsonthree p robeswiththesamenominalvaluewere

conducted.Theim p actof p robe p erformance p arametersonsoundfielddistributionandtheim p actof p robesound

fielddistributioncharacteristicsondetectionabilit ywereanal y zed.Theex p erimentalresultsindicatedthatthetest

valuesofultrasonic p robecharacteristicsandthevisualizedsoundfieldcancharcterizeitsdetectionabilit y , which

p la y edanim p ortantroleinensurin gp robedetection p erformance , assistin gp robeo p timizationdesi g n , andavoidin g

deteriorationofdetectionp erformance.

Ke ywords : soundfield ; waterimmersionfocus p robe ; testin gp latform ; aviationcom p onent
水浸超声聚焦检测技术能够将扩散的超声波声 提高; 同时, 可通过调整水距改变焦区在检测对象中
束聚焦于较小区域, 将焦区范围内能量聚集, 可使较 的位置。水耦合能够在运动过程中保持稳定的声学
小的焦区具有较高的空间分辨率, 检测灵敏度大大 耦合, 特别适用于航空关键部件的自动扫描成像检
测 [ 1-5 ] 。葛泉江等 [ 6 ] 对航空轴承套圈的缺陷进行了

收稿日期: 2022-10-24
水浸超声检测, 能够有效地检测出大于 0.4mm —
ϕ
基金项目: 江西省重点研发计划( 20212BBE51006 )
10dB当量的内部缺陷反射信号; 胡玉平等 [ 7 ] 采用
作者简介: 曹永朋( 1995- ), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为超
水浸聚焦法对黏接层厚度为0.2~0.5mm 的复合
声无损检测及其系统
通信作者: 陈振华( 1982- ), 男, 博士, 副教授, 主要从事超声波 材料进行扫描成像检测, 缺陷检测结果与实际尺寸
的相对误差不大于 5% ; 闫彧 [ 8 ] 利用超声波扫描成
无损检测技术及其系统、 测控技术及仪器等方面的研究, zhenhua-
像技术观察了扩散焊接界面缺陷的类型、 大小和位
chen@ y eah.net
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2023年 第45卷 第12期
无损检测